(57)【要約】【課題】本発明は、ひび割れが生じにくいスロット形成方法を提供する。【解決手段】  第１の基板表面（３１０）と第２の基板表面（３１２）とを有する基板（３０６）に、形態的特徴部（４０６）を形成することと、前記形成することと組み合わせて前記基板（３０６）を貫くスロット（３０４）を形成するのに十分な基板材料を除去するために、前記基板（３０６）に沿って粒子噴射ノズル（７０６）を移動させることと、を含むことを特徴とするスロット形成方法を提供する。【選択図】  図７ｃ
2005088587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板表面と第２の基板表面とを有する基板に、形態的特徴部を形成することと、
前記形成することと組み合わせて前記基板を貫くスロットを形成するのに十分な基板材料を除去するために、前記基板に沿って粒子噴射ノズルを移動させることと、
を含むことを特徴とするスロット形成方法。
【請求項２】
前記形成する作業は、前記第１の基板表面に前記形態的特徴部を形成することを含み、前記移動させる作業は、前記第２の基板表面に沿って前記ノズルを移動させることを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動させる作業は、前記ノズルを可変速度で移動させることを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記形成する作業は、テーパ状の縦断面を有する形態的特徴部を形成することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記形成する作業および前記移動させる作業は、前記第２の表面における前記スロットを、互いに略対向する第１および第２の端領域のほうが中央領域よりも幅が大きいよう構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記形成する作業および前記移動させる作業は、前記スロットの短軸と略平行に測定して、前記第１の表面において略均一の幅を有する前記スロットを構成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
プリントカートリッジであって、請求項１に記載の方法に従って作成される基板を組み込んだことを特徴とするプリントカートリッジ。
【請求項８】
プリントヘッドであって、第１の表面と、第一の表面と略対向する第２の表面との間に画定された厚さを有する基板と、
長軸と短軸とを画定し、前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びるスロットであって、少なくとも部分的に、前記基板に研磨粒子を送る間に粒子噴射ノズルを前記基板の上方で移動させることによって形成される、スロットと
を備えることを特徴とするプリントヘッド。
【請求項９】
プリントヘッドであって、前記スロットは、該スロットを前記短軸と略平行に横切って延びる１つまたは複数のリブを有することを特徴とする、請求項８に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
プリントカートリッジであって、請求項８に記載のプリントヘッドを組み込んだことを特徴とするプリントカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板等の基板にスロットを形成する方法およびシステムに関する。
【０００２】
本願は、「Methods and Systems for Forming Slots in a Semiconductor Substrate」という名称の２００２年１月３１日出願された出願番号第１０／０６１，４９２号の米国特許出願の一部継続出願であり、その優先権を主張する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プリントヘッド等の流体噴射装置の構成には、スロットの付いた基板が組み込まれることが多い。基板上に互いに接近して配置された流体取扱スロットを有する、スロットの付いた基板を形成することが望ましい。現在のスロット付け技法には、所望の通りにスロット同士を互いに接近して製造することができないものもある。現在の他の技術には、ひび割れのために、故障率が高いスロットの付いた基板を製造するものもある。このようなおよびその他の理由から、本発明が必要とされている。本発明は、ひび割れ（クラッキング、cracking）が生じにくいスロット形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の基板表面と第２の基板表面とを有する基板に形態的特徴部を形成すること、及び、前記形成することと組み合わせて前記基板を貫くスロットを形成するのに十分な基板材料を除去するために前記基板に沿って粒子噴射ノズルを移動させることと、を含むことを特徴とする方法を提供する。
【０００５】
プリントヘッドにおいて、第１の表面と第一の表面に略対向する第２の表面との間に画定された厚さを有する基板、及び、長軸と短軸とを画定し、前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びるスロットであって、少なくとも部分的に、前記基板に研磨粒子を送る間に粒子噴射ノズルを前記基板の上方で移動させることによって形成される、スロットと
を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を通して、同様の形態的特徴部および構成要素を参照するのに、同じ構成要素を用いる。
【０００７】
以下で説明する実施形態は、半導体基板等の基板にスロットを形成する方法およびシステムに関する。本プロセスの一実施形態を、プリントヘッドのダイ基板への流体供給スロットの形成の状況において説明する。
【０００８】
流体供給スロット（「スロット、細穴」）は、様々な方法で形成することができる。実施形態によっては、スロットは、少なくとも部分的に、基板内に形態的特徴部（feature）を形成することによって形成される。本明細書で使用されるように、「形態的特徴部」という用語は、「スロット」等、基板厚さの一部を完全に貫いて通る「貫通特徴部」を含んでもよい。他の満足すべき実施形態は、とりわけトレンチ（深い溝）等、厚さの一部のみを貫いて通る「非貫通特徴部（ブラインド特徴部）」を形成してもよい。例示的な一実施形態において、形態的特徴部は、基板の第１の面（第１の側）すなわち表面から丸鋸（circular saw）で鋸目を入れることによって、基板に形成することができる。このように形成される形態的特徴部は、縦断面（つまり略基板垂直方向の断面）がテーパ状であってもよい。
【０００９】
いくつかの例示的な実施形態はまた、研磨粒子を基板の各部分に送り、基板の第１の面とは略反対側の第２の表面から基板材料を除去することもできる。このような実施形態のうちのいくつかにおいて、研磨粒子は粒子噴射ノズル（サンドドリルノズル、sand drill nozzle）から送出される。実施形態によっては、粒子噴射ノズルは、基板の第２の表面の第１の部分に配置され、次に、それとは異なる第２の部分に配置される。このような実施形態のうちのいくつかにおいて、ノズルは、形態的特徴部のテーパ状の縦断面に対応して、ある速度で、形態的特徴部に沿って移動する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、切削と除去とを組み合わせることによって、基板材料を除去して、基板を貫く所望の断面を有するスロットを形成することができる。このようにして作成するスロットは、幅を非常に小さくすることができ、長さは所望の通りにすることができる。幅の小さいスロットは、所与の長さで幅のより大きいスロットと比較して、除去する基板材料を少なくする結果として生じ、したがって、形成をより高速に行うことができる、かつ／または、スロットの付いた基板の強度特性が有利なものになる結果となり、それによってダイの脆性を下げることができる。これによって今度は、ダイ上でスロットを互いにより接近して配置できるようにすることができる。
【００１１】
本明細書において説明する例示的な実施形態は、インクジェットプリンタにおいて用いるダイを提供する状況において説明されているが、本明細書において説明する技法は、スロットが基板に形成されることが所望されるその他の用途に適用可能であってもよい、ということが認識され理解されるべきである。
【００１２】
後述するさまざまな構成要素は、サイズに関する限り、正確には図示していないかもしれない。むしろ、含まれる図面は、本明細書において説明するさまざまな発明原理を読者に説明する概略図として意図されている。
【００１３】
図１は、本実施形態においてプリンタ１００からなる例示的プリント装置を示す。ここで示すプリンタは、インクジェットプリンタの形で実施されている。プリンタ１００は、モノクロ（black-and-white）および／またはカラーでプリント可能であってもよい。「プリント装置」という用語は、スロットの付いた基板を用いてその機能のうちの少なくとも一部を果たす、任意のタイプのプリント装置および／または画像形成装置のことを言う。そのようなプリント装置の例は、プリンタ、ファクシミリ機、写真複写機等を含むことができるがこれに限定するものではない。
【００１４】
図２は、プリンタ１００等の例示的プリント装置において用いることができる、例示的プリントカートリッジすなわちペン２０２を示す。プリントカートリッジ２０２は、プリントヘッド２０４とカートリッジ本体２０６とからなっている。プリントカートリッジ２０２上には単一のプリントヘッドを示しているが、他のプリントカートリッジは、単一のプリントカートリッジ上に複数のプリントヘッドを有していてもよい。好適なプリントカートリッジには、使い捨てにできるものもあれば、プリント装置に等しいまたはそれを上回る有効寿命を有することができるものもある。当業者であれば、その他の例示的構成を理解しよう。
【００１５】
前述および後述のさまざまなプリントヘッドは、例示的微小電気機械システムデバイス（「ＭＥＭＳデバイス」）すなわち流体噴射デバイスの例を提供する。当業者であれば、好適なＭＥＭＳデバイスを理解しよう。
【００１６】
図３は、図２に示す例示的プリントカートリッジ２０２の一部のａ−ａ線に沿った断面図を示す。図３は、プリントヘッド２０４に供給する流体すなわちインク３０２を収容する、カートリッジ本体２０６を示す。本実施形態において、プリントカートリッジは、１つのカラーの流体すなわちインクをプリントヘッドに供給するよう構成されている。本実施形態において、いくつかのさまざまなスロット３０４が、プリントヘッド２０４から噴射するインク３０２を供給する。本図はスロットの短軸を示し、この短軸は、紙面と垂直な方向に延びる長軸を横断する。
【００１７】
他のプリント装置は、それぞれ単一のカラーまたはブラックのインクを供給することができる、複数のプリントカートリッジを利用することができる。実施形態によっては、他の例示的プリントカートリッジは、複数のカラーおよび／またはブラックのインクを単一のプリントヘッドに供給することができる。例えば、他の例示的な実施形態は、３つのスロット３０４がそれぞれ別個の流体供給を受けるように、流体供給を分割することができる。他の例示的プリントヘッドは、ここで示す３つよりも少ないまたは多いスロットを利用することができる。
【００１８】
スロット３０４は、基板３０６の各部分を貫通している。この例示的な実施形態において、シリコンは好適な基板であり得る。実施形態によっては、基板３０６は、単結晶シリコン等の結晶基板を含む。他の好適な基板の例としては、とりわけ、ガリウムヒ素、ガラス、シリカ、セラミック、または半導体材料が含まれる。当業者であれば理解するように、基板はさまざまな構成を備えることができる。
【００１９】
基板３０６は、第２の表面３１２から厚さｔだけ離れた第１の表面３１０を有する。説明する実施形態は、さまざまな厚さの基板で満足に機能することができる。例えば、実施形態によっては、厚さｔは、約１００マイクロメータ（ミクロン、μｍ）未満から少なくとも約２０００マイクロメータの範囲に及んでもよい。例示的な一実施形態における基板の厚さｔは、約６７５マイクロメータであってもよい。他の例示的な実施形態は、この範囲外であってもよい。
【００２０】
図３に示すように、プリントヘッド２０４はさらに、基板３０６の上に配置された、独立して制御可能な流体滴生成器を備える。実施形態によっては、流体滴生成器は発射抵抗器３１４を備える。この例示的な実施形態において、発射抵抗器３１４は、基板の第１の表面３１０の上に配置された薄膜層のスタックの一部である。このため、この第１の表面を薄膜面または薄膜表面と言うことが多い。
【００２１】
薄膜層の上には、バリア層３１６を配置することができる。バリア層３１６はとりわけ、フォトレジストポリマー基板を備えることができる。実施形態によっては、バリア層の上方にオリフィス板３１８がある。一実施形態において、オリフィス板はニッケル基板を備える。他の実施形態において、オリフィス板の材料はバリア層と同じである。オリフィス板３１８は、さまざまな発射抵抗器３１４によって加熱された流体がそこを通って噴射してプリント媒体（図示せず）上にプリントを行うことができる、複数のノズル３１９を有してもよい。このようなさまざまな層は、前の各層の上に形成、堆積、または付着させることができる。ここで与えられた構成は、１つの可能な構成に過ぎない。例えば、他の実施形態において、オリフィス板とバリア層とは一体である。
【００２２】
図２および図３に示す例示的プリントカートリッジは、使用中の通常の向きとは上下反対である。使用できるよう配置すると、流体は、カートリッジ本体２０６から１つまたは複数のスロット３０４に流入することができる。スロットからは、流体は、流体供給通路３２２を通って移動することができる。流体供給通路３２２は、少なくとも部分的にバリア層３１６によって画定されることができ、噴射すなわち発射チャンバ３２４に通じている。噴射チャンバは、発射抵抗器３１４、ノズル３１９、および所与容積の内部空間からなることができる。他の構成もまた可能である。
【００２３】
図４ａないし図４ｃ、図５ａないし図５ｄ、および図６ａないし図６ｃは、図２に示すｂ−ｂ線に沿った向きの部分断面図を表す。これらの図は、丸鋸で基板材料を除去して基板に形態的特徴部を形成する、いくつかの例示的方法を示す。図７ａ、図７ｃ、および図７ｅは、同様の断面図を示す。図７ａないし図７ｈは、さらなる基板材料を除去して基板に所望のスロット構成を形成することができる方法の例を示す。
【００２４】
図４ａは、基板３０６ａの第１の表面３１０ａの上方に配置された、円形の切断ディスクすなわち鋸４０２を示す。本実施形態において、図４ａに示すように、丸鋸は、基板の第１の表面３１０ａと略垂直な向きの、略平らな表面４０４を有してもよい。丸鋸４０２は、回転軸を中心にして時計方向または反時計方向に回転することができる。他の好適な実施形態は、一方の方向に回転し、逆回転して他方の方向に回転することができる、または、その両方の組合せで回転することができる。
【００２５】
好適な丸鋸は、ダイヤモンドグリット（ダイヤモンド砥粒）またはその他の好適な材料を備える、ブレード（つまり、刃）を有してもよい。好適な丸鋸は、とりわけディスコ社およびＫＮＳ社から入手することができる。例示的鋸刃は、直径が約１／４インチ未満から２インチより大きい範囲に及んでもよい。特定の一実施形態は、直径が約１／２インチの鋸刃を用いる。鋸刃の幅は、３０マイクロメータ未満から２００マイクロメータより大きい範囲に及んでもよい。
【００２６】
鋸は、適切に配置すると、ｙ軸に沿って降下させて基板に接触させることができる。鋸は、基板を貫いて所望の深さまで降下させ続けることができる。鋸がこのように垂直に移動することによって入れられた鋸目を、通常チョップ（chop）またはプランジカット（plunge cut）と呼ぶ。
【００２７】
図４ｂは、丸鋸４０２を、基板３０６ａの一部を最後まで貫通するようにｙ軸に沿って降下させて、図４ｃに示す形態的特徴部４０６を形成した、例示的な実施形態を示す。鋸は次に、ｙ軸に沿って引っ込めることができる。
【００２８】
図４ｃは、鋸を基板から除去した後の形態的特徴部４０６を示す。図４ｃに示す実施形態において、形態的特徴部４０６は、全体として４０８で示しテーパ部分４１０、４１２からなっている、テーパ状の縦断面を有する。形態的特徴部の断面については、図７ａに関して以下でより詳細に説明する。
【００２９】
図５ａないし図５ｄは、鋸４０２ｂが基板３０６ｂに形態的特徴部を形成することができる他の実施形態を示す。基板は、少なくとも部分的に第１および第２の表面３１０ｂ、３１２ｂによって画定される。
【００３０】
図５ａは、ｙ軸に沿って降下させて基板に接触させることができるように基板の上方に配置された、丸鋸４０２ｂを示す。鋸は、基板を貫いて所望の深さまで降下させ続けることができる。
【００３１】
図５ｂは、鋸を、基板３０６ｂを最後まで貫通するまでｙ軸に沿って降下させた、例示的な実施形態を示す。他の例示的な実施形態は、基板の全厚よりも小さい程度まで切削することができ、かつ／または、複数回通過して所望の厚さを切削することができる。鋸目の深さにかかわらず、鋸は次に、基板に接触した状態で所望の距離だけｘ軸に沿って移動させることができる。これを、通常ドラッグカット（drag cut）と呼ぶ。鋸は、ｘ軸に沿って所望の距離に達すると、ｙ軸に沿って先程とは反対方向に移動して、基板との接触を終えてもよい。
【００３２】
例えば図５ｃは、ｘ方向にすなわちｘ軸に沿って所望の距離に達した鋸を示す。鋸は今では、ｙ軸に沿って基板から遠ざかる向きに移動することができる。
【００３３】
図５ｄは、図５ａないし図５ｃに示す切削を行った後の、基板３０６ｂに形成された形態的特徴部４０６ｂを示す。
【００３４】
図６ａないし図６ｃは、鋸４０２ｃが基板３０６ｃに形態的特徴部４０６ｃを形成する、さらなる実施形態を示す。本実施形態において、形態的特徴部は、形態的特徴部の長軸ｌを横切って延びる補強基板材料すなわち「リブ」６０２を有する。本実施形態において、リブ６０２は、第２の表面３１２ｃから厚さｔの一部を貫き第１の表面３１０ｃに向かって延びている。
【００３５】
図６ａおよび図６ｂに示す実施形態は、ｘ軸成分とｙ軸成分の両方を同時に有するベクトルに沿って鋸４０２ｃを移動させることによって形成することができる。例えば図６ｃは、図６ｂに示す形態的特徴部４０６ｃを形成する好適な鋸の経路６０４を示す。鋸経路６０４は、それぞれ６０６、６０８で示すｘ軸に沿った移動とｙ軸に沿った移動とを含む。鋸経路６０４はまた、ｘ軸成分とｙ軸成分の両方を同時に有するベクトルに沿った移動も含む。そのような例の１つを、全体として６１０で示す。そのような構成は、とりわけ、鋸をｘ方向に定速で移動させ、同時に所望の間隔をあけてｙ方向に移動させることによって、達成することができる。
【００３６】
図４ａないし図４ｃ、図５ａないし図５ｄ、および図６ａないし図６ｃに示す形態的特徴部を、丸鋸で切削されているものとして示すが、他の例示的形態的特徴部を、とりわけ、サンドドリリング（粒子噴射ドリル法）、レーザー加工、ドライエッチング、ウェットエッチング、機械的切削または研磨のうちの１つまたは複数によって形成することができる。実施形態によっては、一旦形態的特徴部を形成してから、さらなる基板材料を除去して所望のスロット構成を形成してもよい。そのようなプロセスの一例を、図７ａないし図７ｊに関して後述する。
【００３７】
図７ａおよび図７ｂは、それぞれ形態的特徴部４０６ｄを内部に形成した基板３０６ｄの断面図および立面図を示す。図７ａは、基板３０６ｄの形態的特徴部４０６ｄの長軸に沿い第１の表面３１０ｄと直交する断面図を表し、図７ｂは第２の表面３１２ｄの図を示す。図７ａから最もよくわかるように、本実施形態において形態的特徴部４０６ｄは、長軸に沿って見るとテーパ状の縦断面を有する。
【００３８】
本実施形態において、テーパ状の縦断面は、断面の２つのテーパ部分４１０ｄ、４１２ｄとして現れている。他の好適な実施形態は、これよりも多いまたは少ないテーパ部分を有する。例えば図６ｂは、６つのテーパ部分を有する実施形態を示す。
【００３９】
本実施形態において、テーパ部分４１０ｄ、４１２ｄは曲線からなっている。他の好適な実施形態は、とりわけ略直線的なテーパ部分を有してもよい。他の好適な実施形態は、他の構成を有してもよい。
【００４０】
本実施形態において、テーパ部分４１０ｄ、４１２ｄは、基板の全厚ｔを貫通する領域７０４によって分離されている。他の実施形態は、いずれの部分も基板の全厚を貫通していない非貫通特徴部を備えてもよい。
【００４１】
本実施形態において、形態的特徴部４０６ｄは、第１の表面３１０ｄと第２の表面３１２ｄとの間に基板３０６ｄを貫いて延びる、略均一の幅ｗ1を有する。本実施形態において、幅ｗ1は、形態的特徴部を切削するのに用いる鋸刃の厚さに略対応している。好適な鋸刃およびそれぞれの寸法の例については上述している。
【００４２】
図７ｃないし図７ｊは、形態的特徴部の長さに沿ってさらなる基板材料を除去して所望のスロット構成を形成する、好適な技法を示す。
【００４３】
図７ｃおよび図７ｄは、第２の表面３１２ｄに近接して配置された粒子噴射ノズル（「ノズル」）７０６を示す。粒子噴射ドリル法は、基板材料を除去する研磨粒子を送出する好適な手段の１つである。当業者であれば理解するはずであるように、いかなる好適な研磨粒子を利用してもよい。粒子噴射ドリル法は、サンドブラスト法とも呼ばれ、圧縮空気や遠心力などで研磨粒子を材料に吹き付けて行う表面加工法である。
【００４４】
図７ｄから最もよくわかるように、ノズル７０６は形態的特徴部４０６ｄと略一直線に配置されている。さらに、本実施形態において、ノズル位置は、約１００〜１５０マイクロメータである形態的特徴部の深さｒをテーパ部分４１０ｄが画定するポイントに、略対応している。他の好適な実施形態は、ノズル７０６がこれとは異なる位置にある状態で除去プロセスを開始してもよい。例えば、そのような実施形態の１つは、テーパ部分４１０ｄが第１の表面３１０ｄと交わる場所に対応するようノズルが配置された状態で、このプロセスを開始してもよい。ノズル７０６は、第２の表面３１２ｄからｓで示す距離のところに配置してもよい。距離ｓは約１０００マイクロメータから約５０００マイクロメータの範囲に及んでもよい。一実施形態において、ｓは約２０００〜２５００マイクロメータの範囲である。
【００４５】
ここで示すノズル７０６は、それに沿って研磨粒子がノズルから噴射される噴射経路ｅを略横切る断面で見たときに略円形である末端部を、基板に近接して有する。この特定の実施形態において、噴射経路ｅは第２の表面３１２ｄと略垂直であるが、他の好適な実施形態は、他の垂直でない噴射経路を利用してもよい。
【００４６】
図７ｃに示すように、形態的特徴部４０６ｄは、ノズル７０６と第１の表面３１０ｄとの間で垂直に測定された、あるポイントにおける基板の厚さｔから形態的特徴部の深さｒをひいた立面図上の厚みを有する。ノズル７０６が、形態的特徴部上の、形態的特徴部の深さが異なるポイントに再配置される場合には、それに応じて立面図上の厚みが変化する。
【００４７】
ここでは円形の構成のノズル７０６を示すが、他の好適なノズルは、構成がとりわけ正方形、長方形、または楕円であってもよい。ノズルの直径ｄは、形態的特徴部の幅ｗ1および／または所望のスロット幅に近い場合がある。例えば、本実施形態において、幅ｗ1は約１８０マイクロメータであり、直径ｄは約２００マイクロメータである。他の例において、ノズルの直径はいかなる実用的な範囲である場合があり、非限定的な例は１００マイクロメータ未満から１０００マイクロメータより大きい範囲に及ぶ。
【００４８】
図７ｅおよび図７ｆは、ノズル７０６から噴射される研磨粒子によってさらなる基板材料が除去される基板３０６ｄを示す。ノズル７０６は、図７ｃおよび図７ｄに示す第１の位置から、研磨粒子を噴射する新しい第２の位置へと移動する。好適なノズルの移動の例については、以下でより詳細に説明する。
【００４９】
図７ｇないし図７ｊは、ノズル７０６から噴射される研磨粒子によってさらなる基板材料が除去された後の基板３０６ｄを示す。基板材料を除去して形態的特徴部を形成すること、および粒子噴射ノズルからの粒子によってさらなる基板を除去することを組み合わせることによって、スロット３０４ｄを形成する。この特定の実施形態において、第２の表面３１２ｄにおいては略均一の幅ｗ2が維持される。他の好適な実施形態は、第２の表面３１２ｄにおいて長軸と直交して測定して、スロット端領域７３０、７３２で、中央領域７３４の幅ｗ5よりもわずかに大きい幅ｗ3、ｗ4をそれぞれ有してもよい。先行技術では、スロット端領域７３０、７３２よりも大きい中央領域７３４の幅を作製した。中央領域のほうが幅が広いスロットであれば、基板上でスロット同士を互いに関してどれだけ接近して配置できるかを制限してしまう可能性がある、および／または、隣接する２つのスロットの間に延びる基板材料にひび割れ（クラッキング）が生じる結果になってしまう可能性がある。
【００５０】
図７ｉは第１の表面３１０ｄの上面図を示し、図７ｊは、長軸すなわちｘ軸を横切る断面図を示す。スロット３０４ｄは、第１の表面３１０ｄにおいて長軸に沿って略均一の幅ｗ1を維持している。第１の表面において略均一のスロット幅を維持することによって、基板上でスロットを互いにより接近して配置できるようにすることができる。先行技術のサンドドリリング技術では、第１の表面において測定すると、中央領域のほうが、スロット端領域よりもスロット幅が大きい傾向があった。スロットの中央領域の幅が大きいと、基板のひび割れにつながる可能性があり、発射チャンバ等の構成要素の、スロットに関する位置決めに悪影響を及ぼす可能性がある。
【００５１】
図７ｊから最もよくわかるように、本実施形態において、幅ｗ1はまた、基板３０６ｄ上で最小のスロット幅でもある。スロットの長さに沿ってより均一の最小スロット幅を維持すると、とりわけ図３に示すさまざまな発射チャンバにスロット３０４ｄが供給するより均一のインク流れを提供することによって、プリンタの性能に寄与することができる。
【００５２】
図７ｇを再び参照して、本実施形態において、スロット３０４ｄは、少なくとも部分的に２つの端壁７２０ａ、７２０ｂによって画定される。この特定の実施形態において、それぞれの端壁７２０ａ、７２０ｂは、第１の表面３１０ｄに近接してそれぞれ第１の端壁部分７２２ａ、７２２ｂを備え、第２の表面３１２ｄに近接してそれぞれ第２の端壁部分７２４ａ、７２４ｂを備える。他の好適な実施形態において、端壁は容易に認識できる端壁部分を有さなくてもよい。そのような例を図１０ａに示す。
【００５３】
実施形態によっては、現存する形態的特徴部の幅を略維持しながら基板材料を除去してもよい。例えば、本実施形態において、この除去技法は形態的特徴部の幅を略維持しながら基板の第２の表面３１２ｄにおける形態的特徴部の長さ（図７ａ）を大きくする。本例において、幅ｗ1を略維持しながら、図７ａおよび図７ｂに示す長さｌ2は、図７ｇに示すｌ3まで大きくなる。他の好適な実施形態では、説明した技法を利用して、幅または長さを著しく大きくすることなく形態的特徴部を滑らかにするおよび／または研磨してもよい。
【００５４】
実施形態によっては、形態的特徴部を形成し次に研磨粒子を利用してさらなる基板材料を除去することによって、上述のようにスロット３０４ｄが形成される場合、基板材料の特定領域への応力集中を低減することができる。そのような応力低減は、滑らかにしなければクラックの開始点になる可能性がある、粗いすなわち隆起した部分を滑らかにすることに帰因し得る。さらに、このようにして形成されたスロットには、スロットが少なくとも部分的に、約９０度以上の角度を画定するスロット端における基板材料によって、画定される構成を有するものもある。そのような例の１つを、図７ｇにおいて見ることができる。図７ｇにおいて、角度θは、第２の表面３１２ｄと端壁部分７２４ａとの間で基板を貫いて延び、角度δは、第２の表面３１２ｄと端壁部分７２４ｂとの間で基板を貫いて延びる。図７ｇに示すように、例えば、角度θは約１１０度であり、角度δは約１１０度である。実施形態によっては、そのような構成は応力集中をさらに低減することができる。
【００５５】
基板除去プロセスの間、ノズル７０６は、基板３０６ｄに関して段階的におよび／または略連続して移動させて、所望量の基板材料を除去してもよい。その代わりに、またはそれに付け加えて、基板をノズルに関して移動させてもよい。一例において、ノズルは基板の第１の区域に近接して配置されて、所望量の基板材料を除去する。一旦基板材料が除去されると、ノズルはこれとは異なる第２の位置に再配置されて、さらなる基板材料を除去する。他の実施形態は、ノズルを連続して移動させるが、ノズルの移動速度は、除去する基板材料の量に対応するよう調節する。実施形態によっては、ノズルの速度は、形態的特徴部の形成後に残る基板の立面図上の厚みに相関および／または比例してもよい。図８は、形態的特徴部の断面に沿った立面図上の厚みにノズル速度が略反比例する一実施形態を示す。
【００５６】
本実施形態において、基板の第２の表面の所与の領域を研磨粒子にさらす時間は、除去が所望される基板材料の量に対応するよう調節される。言い換えれば、ノズル速度が低いほうが除去する基板材料が多くなり、ノズル速度が高いほうが除去する基板材料が少なくなる。そのため、立面図上の厚みがより大きい領域においてはより低いノズル速度を利用し、立面図上の厚みがより小さい領域においてはより高いノズル速度を利用してもよい。ノズル速度の調節の代わりに、またはそれに付け加えて、他の例示的な実施形態は、その他の除去条件を調節して、立面図上の厚みの変化を補償してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ノズルは定速で移動させるが、研磨粒子の噴射速度等の他の除去条件を変更することができる。さらに他の例では、とりわけ粒子サイズおよび／または単位時間当たり送出される研磨粒子の量を調節して、立面図上の厚みの変化を補償してもよい。
【００５７】
図９は、説明する研磨粒子除去プロセスの他の用途を示す、側断面図である。本実施形態において、研磨粒子は図６ｂに示す基板３０６ｃからさらなる材料を除去し、所望のスロット構成を形成した。このようなスロットの付いた基板３０６ｃは、図７ｇないし図７ｊに関して説明したスロット断面を、図６ｂに関して上述したリブ６０２と組み合わせることができる。リブ６０２は、リブのない匹敵する長さのスロットの場合と比較して、スロットの付いた基板の強度を高くするのに寄与することができる。例示的な研磨粒子除去プロセスは、この残っている基板材料を、図７ｇおよび図７ｈに関して上述したように端壁と基板との表面角度が約９０度以上になるよう、構成することができる。ここで示す構成は、スロットが長くなるにつれてスロットを横切って配置されるリブ６０２の数を増やすことによって、いかなる所望のスロット長さにもスケール変更することができる。
【００５８】
上述の実施形態に加えて、例示的な研磨粒子除去プロセスは、さらなる基板材料を除去して所望のスロット構成を形成するその他の用途においても利用することができる。そのような例の１つを、図１０および図１０ａにおいて見ることができる。
【００５９】
図１０は、基板３０６ｅに形成された形態的特徴部４０６ｅの長軸に沿った断面図を示す。この特定の実施形態において、形態的特徴部４０６ｅは、鋭角κで示すように第２の表面３１２ｅに関して内曲した（リエントラント（reentrant）形状の）断面を備えるテーパ状の縦断面を有するスロットを備える。内曲した部分を、全体として１００２で示す。本例において、テーパ部分４１０ｅを有する形態的特徴部４０６ｅは、基板をエッチングすることによって形成される。
【００６０】
図１０ａは、研磨粒子がさらなる基板材料を除去して、所望の構成を有するスロット３０４ｅを形成した後の、基板３０６ｅを示す。この特定の実施形態において、研磨材料は、基板の、基板材料の除去が所望されるスロットに近接した区域のみに、選択的に向けられた。そのような選択的除去プロセスによって、端壁１０２０ａ、１０２０ｂによって画定されるスロットが、第２の表面３１２ｅに関して９０度以上の角度λを形成することができる。この所望の構成を有するスロットは、略均一のスロット幅を維持しながら、ひび割れを発生しにくくできる。
【００６１】
説明した実施形態は、スロット形成プロセスにおいて材料を除去する段階のみを示した。他の例示的な実施形態は、材料を付け加える段階もまた有してもよい。例えば、基板に鋸目を入れ、次に堆積段階を行い、その次に例示的な研磨粒子除去プロセスを利用してスロットを完成させてもよい。
【００６２】
説明した実施形態は、基板にスロットを形成する方法およびシステムを提供することができる。スロットはとりわけ、鋸目を入れて形態的特徴部を形成し次に研磨粒子除去プロセスを用いてさらなる基板材料を除去することによって、形成することができる。スロットは形成を安価かつ迅速にすることができる。スロットは、所望の長さに作成することができ、ダイの脆性を下げることができスロットを互いに接近して配置できるようにすることができる有益な強度特性を有する。
【００６３】
さまざまな実施形態を、構造的特徴および方法の各段階に特有の文言で説明したが、添付の特許請求の範囲は、説明した具体的な特徴または段階に必ずしも限定されるものではない、ということが理解されなければならない。むしろ、このような具体的な特徴および段階は、実施態様の好ましい形式として開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】例示的プリンタの正面図を示す。
【図２】例示的な一実施形態による例示的プリント装置のうちの少なくともいくつかにおいて用いるのに好適な、例示的プリントカートリッジの斜視図を示す。
【図３】例示的な一実施形態によるプリントカートリッジの一部の断面図を示す。
【図４ａ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図４ｂ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図４ｃ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図５ａ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図５ｂ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図５ｃ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図５ｄ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図６ａ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図６ｂ】例示的な一実施形態による例示的基板の断面図を示す。
【図６ｃ】例示的な一実施形態による例示的鋸経路を示す。
【図７ａ】例示的な一実施形態による基板の断面図を示す。
【図７ｂ】例示的な一実施形態による基板の立面図を示す。
【図７ｃ】例示的な一実施形態による基板の断面図を示す。
【図７ｄ】例示的な一実施形態による基板の立面図を示す。
【図７ｅ】例示的な一実施形態による基板の断面図を示す。
【図７ｆ】例示的な一実施形態による基板の立面図を示す。
【図７ｇ】例示的な一実施形態による基板の断面図を示す。
【図７ｈ】例示的な一実施形態による基板の立面図を示す。
【図７ｉ】例示的な一実施形態による基板の立面図を示す。
【図７ｊ】例示的な一実施形態による基板の断面図を示す。
【図８】例示的な一実施形態によるノズルの移動のグラフを示す。
【図９】例示的な一実施形態による例示的基板の一部の断面図を示す。
【図１０】例示的な一実施形態による例示的基板の一部の断面図を示す。
【図１０ａ】例示的な一実施形態による例示的基板の一部の断面図を示す。
【符号の説明】
【００６５】
３０４  スロット
３０６  基板
３１０  第１の基板表面
３１２  第２の基板表面
４０６  形態的特徴部
７０６  粒子噴射ノズル
【図１】
2005088587.tif 000003
【図２】
2005088587.tif 000004
【図３】
2005088587.tif 000005
【図４ａ】
2005088587.tif 000006
【図４ｂ】
2005088587.tif 000007
【図４ｃ】
2005088587.tif 000008
【図５ａ】
2005088587.tif 000009
【図５ｂ】
2005088587.tif 000010
【図５ｃ】
2005088587.tif 000011
【図５ｄ】
2005088587.tif 000012
【図６ａ】
2005088587.tif 000013
【図６ｂ】
2005088587.tif 000014
【図６ｃ】
2005088587.tif 000015
【図７ａ】
2005088587.tif 000016
【図７ｂ】
2005088587.tif 000017
【図７ｃ】
2005088587.tif 000018
【図７ｄ】
2005088587.tif 000019
【図７ｅ】
2005088587.tif 000020
【図７ｆ】
2005088587.tif 000021
【図７ｇ】
2005088587.tif 000022
【図７ｈ】
2005088587.tif 000023
【図７ｉ】
2005088587.tif 000024
【図７ｊ】
2005088587.tif 000025
【図８】
2005088587.tif 000026
【図９】
2005088587.tif 000027
【図１０】
2005088587.tif 000028
【図１０ａ】
2005088587.tif 000029